Transitioning to confident quantitation— in search of a better tomorrow

Význam tématu

Analytická kvantifikace je neoddělitelnou součástí procesů kvality a bezpečnosti v potravinářství, farmaceutickém výzkumu, environmentálních a klinických laboratořích. Množství cílových látek ve vzorcích určuje, zda je produkt vhodný k lidské spotřebě či použití, a plní regulatorní požadavky. Moderní metody musí poskytovat vysokou selektivitu, citlivost, reprodukovatelnost a schopnost pracovat v komplexních matricích.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem článku je představit LC-MS/MS na bázi TSQ triple-kvadropole jako spolehlivou platformu pro „confident quantitation“. Text shrnuje principy kvantifikace, popisuje výhody kombinace kapalinové chromatografie s tandemovou hmotnostní spektrometrií, porovnává různé přístupy (single quad, triple quad, HRAM, LBA) a představuje workflow řešení pro rychlé zavedení robustních kvantifikačních metod.

Použitá metodika a instrumentace

Metodika využívá ultrahigh-performance liquid chromatography (UHPLC) v kombinaci s triple-kvadropolemi TSQ (např. Fortis, Quantiva, Altis).

• Chromatografická část: Vanquish Flex UHPLC, sloupce s vysokým rozlišením, rychlé gradienty.
• Ionizace: electrospray (ESI), APCI a APPI pro široké spektrum látek (polární i nepolární).
• HM hmotnostní spektrometrie: Q1 – selekce prekurzorového iontu, Q2 – kolizní buňka (AIM+ technologie), Q3 – selekce fragmentu (SRM/MRM režim).

Hlavní výsledky a diskuse

1. Zlepšená selektivita a citlivost: dual selectivity LC (retence) a MS (m/z) umožňuje detekci stopových hladin s nízkým šumem a využití stabilně značených interních standardů.
2. Rychlost a propustnost: SRM režim umožňuje kratší chromatografické běhy bez nutnosti dokonalého rozlišení všech složek matrice.
3. Široký dynamický rozsah: lineární korelace signálu s koncentrací přes více než 4 řády oproti méně než 2 řádům u LC-UV či single quad.
4. Srovnání s alternativami:

• Single quad vs triple quad: SRM přináší výrazně vyšší selektivitu a lepší poměr signál/šum, širší lineární rozsah a reprodukovatelnost (CV <15 %).
• LC-only vs LC-MS/MS: LC-MS/MS nabízí vyšší citlivost a specifitu, multiplikovaný throughput i při vyšších investičních nákladech.
• Ligand-binding assay vs LC-MS/MS: LBA jsou rychlé a vysoce citlivé pro biomarkery, ale mohou trpět nespecifickými vazbami; LC-MS/MS poskytuje multispecifický signál (retence+m/z pro před- i produkt-ionty) a robustnější validaci.

Přínosy a praktické využití metody

• Regulační shoda: splnění požadavků pro potravinářské a farmaceutické analýzy (pesticidy, farmaka, kontaminanty ve vodě).
• Vysoká propustnost: možnost kvantifikace stovek sloučenin v jednom běhu.
• Úspora nákladů na vzorek: minimální příprava, méně opakovaných analýz.
• Multimatricový přístup: flexibilita při analýze krve, moči, potravin, životního prostředí.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Hybridní přístupy: kombinace imunoafinity a LC-MS/MS pro zvýšení selektivity.
• Nové formy odběru: sušené krevní nebo plazmatické skvrny, mikrofluidní systémy pro omezené vzorky.
• Vysoké rozlišení a retrospektivní analýzy: HRAM poskytuje doplňující kvalitativní informace a možnost dodatečné identifikace.
• Automatizace a AI: inteligentní workflow management a zpracování dat pro vyšší produktivitu.

Závěr

LC-MS/MS s triple-kvadropolemi TSQ představuje zlatý standard pro cílenou kvantifikaci ve složitých vzorcích. Nabízí nezbytnou kombinaci citlivosti, selektivity, reprodukovatelnosti a throughputu. Při správném návrhu workflow a podpoře dodavatele lze významně snížit náklady na vzorek, urychlit vývoj metod a zajistit spolehlivé výsledky pro široké spektrum aplikací.

Reference

1. Ackermann B.L. et al. Recent advances in use of LC/MS/MS for quantitative high-throughput bioanalytical support of drug discovery. Curr Top Med Chem. 2002;2(1):53–56.
2. Grebe S.K., Singh R.J. LC-MS/MS in the Clinical Laboratory – Where to From Here? Clin Biochem Rev. 2011;32(1):5–31.
3. Reinholds I. et al. Quantification of multi-class antibiotics in aquaculture samples by UHPLC-MS/MS. J Pharm Biomed Anal. 2016;128:126–131.
4. Bennett P. Future developments for triple quadrupole mass spectrometers: not just hardware. Bioanalysis. 2011;3:709–711.
5. Sage A. et al. Guide to achieving reliable quantitative LC-MS Measurements. LGC Limited; 2013.
6. Wang Q. et al. Comparison Between LC-MS and Ligand-Binding Assay Approaches for Biomarker Quantification. John Wiley & Sons; 2017.
7. Bhattacharyya D. Pushing the limits of targeted pesticide residue quantitation. Food Safety Tech. 2017–2018.
8. Shi Y. et al. Measurement of Vitamin D in Infant Formulas Using Automated Online Sample Preparation with LC-MS/MS. Thermo Fisher Sci.; 2016.
9. Saigusa D. et al. Simultaneous quantification of Sphingolipids in small quantities of liver by LC-MS/MS. Mass Spectrom (Tokyo). 2014;3: S0046.
10. Zhao H. et al. Simultaneous determination of bisphenols, benzophenones and parabens in human urine by UHPLC-TQMS. Chin Chem Lett. 2018;29:102–106.